液压传动的流体力学基础

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1、第二章液压传动的流体力学基础一、主要概念1.液体的粘性及粘度，粘度的表示方法及其单位，粘度的主要选用原则，我国液压油的牌号数与运动粘度(厘斯cSt)间的关系【答】液体在外力作用下流动时，分子间的内聚力阻碍分子间的相对运动而产生一种内摩擦力，液体的这种性质叫做液体的粘性。其特点是：只有在流动时液体才表现出粘性，静止液体(液体质点间没有相对运动的液体)是不呈现粘性的。表示液体粘性大小的物理量是粘度。粘度大，液层间的内摩擦力就大，油液就稠;反之，油液就稀。粘度的表示方法有三种：①绝对粘度η，其单位(量纲)为帕·秒——Pa-s，1Pa-s=1N-SAIl20②运动粘度ν，这

2、是液体的绝对粘度与其密度的比值。运动粘度的单位为m²/s，因该单位太大，故实际中习惯用厘斯cSt,1cSt=10-2cm²/s=1m²/s=106cSt=104St(斯，1St=1cm²/s)。③相对粘度(条件粘度)。我国、前苏联、德国采用的是恩氏粘度E;美国用赛氏粘度SSU；英国用雷氏粘度"R(或Re·1)。在不同的测量温度下，相对粘度(恩氏粘度)的数值是不同的。工业上常以20℃、50℃及100℃作为测量恩氏粘度的标准温度，相应粘度以符号。E20、。E50、。E100来表示。在液压传动中，一般以50℃作为测量的标准温度。相应的粘度以。E50表示。粘度选择的总原则是

3、：高压、高温、低速情况下，应选用粘度较大的液压油。因为这种情况下泄漏对系统的影响较大，粘度大可适当减少这些影响;在低压、低温、高速情况下，应选用较低粘度的液压油，因为这时泄漏对系统的影响相对减小，而液体的内摩擦阻力影响较大。另外，在一般环境温度t<30℃的情况下，油液的粘度主要根据压力来选择：低压、油液粘度偏低;高压，油液粘度偏高。我国液压油的牌号数就是以这种油液在50℃(323K)时运动粘度ν的平均厘斯数值来命名的。如20号液压油，意即ν50=20cSt。2.压力及其单位，压力表示方法的种类及其相互间的关系【答】压力：液体在单位面积上所承受的法向作用力，称为压力。

4、压力的单位是N/m²(牛/米²)，称为帕斯卡，简称为帕(Pa)，即1Pa=1N/m²。由于此单位太小，在工程上使用不方便，常用它的倍数单位MPa(兆帕)，1MPa=106Pa=106N/m²。压力的表示方法有三种：①绝对压力———以绝对真空为基准进行度量而得到的值。②表压力（相对压力）——以大气为基准进行度量而得到的值。③真空度——绝对压力不足大气压力的那部分数值。相互间关系：只有当绝对的压力小于大气压力时，才存在真空度。真空度实际上也是以大气压为基准度量而得到的压力值，与相对压力不同的是相对压力是正表压力，而真空度则是负压力。例如：液体内某点的真空度为0.4pa(

5、大气压)，则该点的绝对压力为0.6pa（大气压），相对压力为-0.4Pa（大气压）.真空度最大值不超过一个大气压。3.帕斯卡定律的内容、实质及其在液压系统、液压原件工作原理中的应用【答】帕斯卡定律：在密闭的容器内，施加于静止液体上的压力将等值、同时地传到液体内所有各点。其实质是，在密闭容器内的静止液体中，若某点的压力发生了变化，则该变化值将同时地传到液体内所有各点。在液压系统、液压元件中的应用。在由变量泵供油的液压系统中，从泵到液压缸的进油腔形成一个密闭的容腔(容器)，当负载发生变化时，液压缸的进油压力发生相应的变化，而这个变化值将等值同时传到年、泵的排油口（严格讲

6、并非绝对等值传递：因受液体流动时粘性力、惯性力的影响，使流动液体的压力传递与静止液体的压力传递——静压传递有所不同，但这种影响很小，可以忽略不计）使泵调节自身排量，使之输出的流量与变化的负荷相适应，不致于出现速度的高低与载荷大小相失调的现象。帕斯卡定律在液压元件中的应用，体现在液压元件的工作原理上（如溢流阀、减压阀等）。没有帕斯卡定律，就没有一疗法、减压阀的定压、稳定作用（参看教材I中溢流阀、减压阀的工作原理），溢流阀、减压阀也就不存在了。4.液体的流态及其判断，临界雷诺数Recr值【答】液体的流态有两种：层流和紊流。层流是指液体质点呈互不混杂的线性状或层状流动。其

7、特点是液体中各质点是平行于管道轴线运动的。流速较低，受粘性的制约不能随意运动，粘性力气主导作用。紊流是指液体质点呈混杂紊乱状态的流动。其特点是液体质点除了做平行于管道轴线运动外，还或多或少具有横向运动，流速较高，粘性的制约作用减弱，惯性力其主导作用。液体流态的判断是临界雷诺数REcr，REcr=2320（对于光滑的金属圆管）。当所计算的雷诺数时，液体为层流；当Re>2320时，液体为紊流。5.流动液体的三大定律及其计算公式的表达式【答】三大定律分别为：①质量守恒定律（连续性方程），表达式为式中A为管道任意处过流断面面积，v为该断面上的液体的平均流速。该方程的物理